Что заставляет тектонические плиты внезапно менять направление или скорость? Теперь американские исследователи могли бы внести ясность в этот вопрос. Соответственно, в этих резких движениях мог быть виноват отрыв погружающихся тектонических плит. По-видимому, это происходит всякий раз, когда толстая пробка земной коры и зона слабости встречаются в зоне субдукции, как объясняется в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Согласно современной теории, тектонические плиты перемещаются, потому что их влекут за собой течения в вязкой мантии. Прежде всего, медленное погружение плит вдоль зон субдукции отвечает за притяжение, которое заставляет континенты дрейфовать с течением времени. Но есть и более быстрые движения плит, которые нельзя объяснить этим всасыванием.
Прерывание при спуске?
В этих случаях скорость или направление плиты меняются относительно внезапно в течение всего нескольких миллионов лет - в 10-100 раз быстрее, чем обычные процессы. «Мы задались вопросом, как и почему плиты со временем меняют направление», - объясняет руководитель исследования Дэвид Берковичи из Йельского университета в Нью-Хейвене.
Одним из объяснений может быть то, что часть тектонической плиты, которая была придавлена в зоне субдукции, внезапно отрывается и, таким образом, также изменяет притяжение остальной части. Чтобы проверить, при каких условиях это происходит, исследователи разработали физическую модель субдукции. Это показывает, что два фактора могут способствовать отлому части пластины.
Толстая пробка и ослабевающие минералы
Первый триггер - субдукция особенно толстой, менее плотной части земной коры. Когда кусок толстой континентальной коры или часть толстого морского плато или подводного горного хребта достигает границы плиты, его невозможно легко и плавно протолкнуть вниз. В результате эта слишком толстая плита образует своеобразную пробку - она закупоривает зону субдукции и таким образом создает своего рода пробку. Однако одного этого недостаточно, чтобы спровоцировать поломку тарелки, как обнаружили Берковичи и его коллеги. Он просто сгибает тарелку и создает своего рода изгиб.
Однако отламывание происходит только при наличии зоны слабости в согнутой и растянутой части пластины. Минеральные зерна в материале плиты начинают сжиматься под нагрузкой.«Это очень быстро ослабляет пластину, поскольку она продолжает растягиваться», - объясняют исследователи. В конце концов, плита ломается, и в результате оставшаяся плита может относительно внезапно взлететь - по геологическим меркам - или повернуться боком.
«Это открытие помогает нам понять, как тектонические плиты меняются в ходе истории Земли», - говорит Берковичи. И это важно для них, потому что тектоника плит - это процесс, который формировал и до сих пор формирует лицо и характер нашей планеты.